Основные области применения и основные преимущества литья под давлением

Каковы общие применения литья под давлением? Что отличает его от производственного процесса? В этой статье рассматриваются основные преимущества литья под давлением и дается представление о том, подходит ли литье под давлением для применения в вашей отрасли.

Промышленность переходит от металлических компонентов к пластиковым из-за снижения веса, улучшения эксплуатационных характеристик, экономии затрат, различной устойчивости к коррозии и другим типам износа, а также связанных с ними коротких сроков производства. Процесс, способный обеспечить эти преимущества при производстве пластиковых деталей, — это литье под давлением. 

Литье под давлением — это производственный процесс формования компонентов в пресс-формах, являющийся источником более 40% всех пластиковых деталей в мире и объемом рынка в 300 миллиардов долларов по состоянию на середину 2022 года. В последние годы он приобрел большую популярность в медицинской промышленности, особенно из-за растущего спроса на биоразлагаемые материалы, которые более экологически безопасны, а также из-за его способности создавать высококачественные и экономически эффективные детали. 

Универсальность литья под давлением позволяет производить большие объемы деталей по более низкой цене за штуку и с большей скоростью по сравнению с другими процессами, такими как обработка на станках с ЧПУ и 3D-печать. Существует более 25 000 инженерных материалов, совместимых с литьем под давлением, из которых вы можете выбирать, а также можете масштабировать свою продукцию до тысяч или даже миллионов. 

Вам следует рассмотреть возможность литья под давлением для проектов: 

<ли>

Это требует больших ежегодных объемов производства; 

<ли>

Это предполагает сложные конструкции и формы (при условии, что при проектировании учитываются конструктивные ограничения IM, такие как поднутрения и толщина детали); 

<ли>

Требуется консолидация деталей или преобразование металла в пластик; 

<ли>

Там, где качество поверхности является основным фактором; 

<ли>

Использовать материалы, которые были бы слишком дорогими в других производственных процессах;

<ли>

Использование дорогих материалов, обработка которых создает проблемы с бюджетом; 

<ли>

Или в случае, если конструкция, скорее всего, останется прежней или изменится лишь с меньшими приращениями в течение нескольких лет (и производственных циклов).

Давайте углубимся в распространенные применения литья под давлением и ключевые преимущества этого крупносерийного производственного процесса.

Какие детали можно изготовить методом литья под давлением?

Литье под давлением распространено во многих отраслях промышленности. Вы, вероятно, найдете пластиковые детали, отлитые под давлением, в строительстве, продуктах питания, напитках и потребительских товарах, а также во многих других отраслях. 

Наиболее распространенные приложения, встречающиеся на платформе Protolabs Network: 

<ли>

Аэрокосмическая промышленность

<ли>

Автомобильная промышленность

<ли>

Электроника

<ли>

Медицинский

Литье деталей для аэрокосмической отрасли

Компоненты аэрокосмической отрасли должны соответствовать определенным стандартам. Они должны быть легкими, прочными и способными выдерживать резкие перепады температур. 

К наиболее распространенным литьевым деталям для аэрокосмической промышленности относятся: 

<ли>

Безели

<ли>

Компоненты шасси

<ли>

Корпуса

<ли>

Корпуса

<ли>

Панели

Автомобильные детали для литья под давлением

С годами транспортные технологии стали более продвинутыми. В среднем автомобиль содержит 30 000 внутренних и внешних деталей, от блока двигателя до крошечных датчиков, которые предупреждают водителей о проблемах безопасности или технического обслуживания. Почти каждый пластиковый компонент в салоне вашего автомобиля, а также внешние детали, такие как бамперы, отлиты под давлением.

Другие стандартные компоненты, отлитые под давлением для автомобилей, включают:

<ли>

Корпуса

<ли>

Подстаканники (и другие отсеки для хранения вещей)

<ли>

Компоненты информационной панели 

К трем наиболее распространенным инъекционным материалам, используемым в автомобильной промышленности, относятся: 

<ли>

Полипропилен (ПП) для некритических деталей

<ли>

ПВХ для устойчивости к атмосферным воздействиям

<ли>

ABS для высокой ударной прочности

Детали бытовой электроники для литья под давлением

Литые корпуса помогают защитить электронные компоненты, которые мы все используем сегодня. Коррозионностойкие пластиковые корпуса защищают металлические компоненты от суровых условий окружающей среды и перепадов температур.

Другие электронные компоненты, изготовленные методом литья под давлением, включают: 

<ли>

Сборки

<ли>

Батарейные шкафы

<ли>

Кабелепроводы

<ли>

Комплектующие для ноутбуков и настольных компьютеров

<ли>

Корпуса и корпуса для плат

<ли>

Электрические выключатели

Для изготовления электроники предпочтительны АБС-пластик и полистирол (ПС) из-за их превосходной ударопрочности и хорошей электроизоляции. 

Детали медицинской техники для литья под давлением

Разработка и производство медицинской продукции и технологий осуществляется в соответствии со строгими национальными и международными рекомендациями, позволяющими придерживаться строгой политики и предотвращать риски для пациентов. В США, например, производители медицинских компонентов должны использовать смолы, имеющие одобрение FDA и сертификат ISO. 

В сети Protolabs мы производим пластиковые корпуса для различных медицинских инструментов, прозрачные детали и компоненты для аппаратов МРТ. 

Сеть Protolabs предлагает широкий выбор стерилизуемых и биосовместимых материалов для медицинских компонентов, отлитых под давлением. Медицинский силикон является самым популярным; однако это термореактивный материал, поэтому требуется специальное оборудование и контроль процесса, что увеличивает стоимость. 

В приложениях с менее строгими требованиями можно использовать такие материалы, как АБС-пластик, полипропилен (ПП) и полиэтилен (ПЭ). 

Каковы преимущества литья под давлением?

Литье под давлением в целом более надежно и эффективно, чем другие методы производства, если вы надеетесь производить много одинаковых деталей. Он может производить широкий спектр деталей различной геометрии и размеров. 

Другие преимущества литья под давлением включают в себя:  

<ли>

Высокообъемное, экономичное и быстрое производство пластмасс

<ли>

Экономия затрат

<ли>

Повышенная прочность и долговечность

<ли>

Жесткие допуски и превосходная повторяемость

<ли>

Гибкость материалов 

<ли>

Отличный внешний вид

Как литье под давлением позволяет быстро и экономично изготавливать большое количество деталей?

Литье под давлением является экономически конкурентоспособным для производства больших объемов идентичных пластиковых деталей. После создания формы и настройки машины детали можно производить быстро и с низкими затратами. 

Рекомендуемый минимальный объем производства для литья под давлением составляет 500 единиц. На этом этапе начинает проявляться эффект масштаба, и относительно высокие первоначальные затраты на оснастку оказывают менее заметное влияние на цену единицы продукции. 

Сеть Protolabs может изготовить около 100 000 деталей из АБС-пластика, используя всего одну форму, по средней цене 0,68 доллара США, хотя цена варьируется в зависимости от размера детали. 

Типичный цикл литья под давлением длится от 15 до 60 секунд, в зависимости от размера детали и сложности формы. Для сравнения, обработка на станке с ЧПУ и 3D-печать могут потребовать от нескольких минут до часов для создания той же геометрии. 

Благодаря литью под давлением вы быстрее выведете свои детали на рынок и получите конкурентное преимущество за счет возможности одновременно производить несколько объектов, идентичных друг другу, в течение часа.

Как литье под давлением снижает затраты?

Литье под давлением обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с другими типами производственных процессов. Сегодня процесс литья под давлением автоматизирован машинами и роботами, которыми управляет один технический специалист, и это помогает снизить затраты на рабочую силу и объем доработок, вызванных дефектами или человеческими ошибками. 

Сосредоточение внимания на DFM (проектировании с учетом технологичности) также обеспечивает экономическую выгоду за счет уменьшения количества проблем, связанных с формуемостью. DFM создает совместный процесс между OEM-производителями, инженерными группами и клиентами, который сокращает количество смен инструментов, время простоя оборудования и другие производственные задержки. 

При литье под давлением образуется очень мало отходов, поскольку количество материала, необходимого для заполнения формы, определяется в процессе проектирования. Любые образовавшиеся отходы или остатки материала могут быть переработаны и повторно использованы для других проектов. 

Являются ли детали, отлитые под давлением, прочными и долговечными?

Прочность деталей, отлитых под давлением, обусловлена их однослойной конструкцией и непрерывной формой. С годами спрос на прочность и долговечность увеличился, и современные легкие термопласты столь же прочны, как и некоторые доступные металлические детали. 

Вы должны определить прочность своей детали в начале процесса проектирования, поскольку это поможет сбалансировать другие соображения проектирования и определить, какие материалы использовать.

Как литье под давлением обеспечивает жесткие допуски и высокую повторяемость?

Литье под давлением имеет высокую повторяемость. Конечно, со временем пресс-форма изнашивается, но типичная пилотная алюминиевая форма выдерживает в среднем от 5000 до 20 000 циклов, прежде чем ее потребуется заменить. Полномасштабные производственные формы из инструментальной стали выдерживают около 100 000+ циклов. 

Литье под давлением обычно производит детали с допусками ± 0,500 мм (0,020 дюйма). При определенных обстоятельствах также возможны более жесткие допуски до ± 0,125 мм (0,005 дюйма). Такого уровня точности достаточно для большинства применений и он сравним с обработкой на станках с ЧПУ и 3D-печатью. 

Какие материалы можно использовать для литья под давлением?

Более 25 000 инженерных материалов совместимы с литьем под давлением, включая термопласты, силиконы, реактопласты и смолы. Это означает, что существует широкий спектр материалов с разнообразными физическими свойствами, из которых вы можете выбрать и спроектировать свою деталь. Возможности безграничны. 

Детали, изготовленные методом литья под давлением, обладают превосходными физическими свойствами, которые можно изменить с помощью добавок, таких как стекловолокно, или путем смешивания различных поддонов, таких как смеси ПК и АБС, для достижения желаемого уровня прочности. 

Вы хотите убедиться, что выбрали правильные материалы для своего дизайна. Учитывайте ударную прочность детали, ее прочность на растяжение, тепловое отклонение, водопоглощение и модуль упругости при изгибе.

Каковы косметические качества деталей, отлитых под давлением?

Литье под давлением позволяет производить изделия, практически не нуждающиеся в дополнительной отделке. Большинство формованных деталей имеют гладкую поверхность, но вы можете создать изделие с матовой поверхностью, уникальными текстурами и гравировкой. 

Формованные детали можно отполировать до высокой степени, чтобы создать зеркальную поверхность, а также подвергнуть пескоструйной обработке, чтобы получить более текстурированную поверхность. Ознакомьтесь со стандартами SPI, определяющими уровень отделки, которого можно достичь для компонентов, отлитых под давлением. 

Полное раскрытие информации:каковы недостатки литья под давлением?

Хотя литье под давлением обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с другими производственными процессами, у него есть и некоторые недостатки. 

Во-первых, основным экономическим ограничением являются высокие первоначальные затраты на оснастку. Инженерам-конструкторам приходится создавать специальную форму для каждой геометрии, что делает первоначальные инвестиционные затраты довольно высокими. Разработка и изготовление формы стоит от 5000 до 100 000 долларов. По этой причине литье под давлением экономически целесообразно для производств объемом более 500 единиц. 

После того как форма создана, любые изменения в конструкции могут оказаться дорогостоящими, а модификации требуют создания новой формы с нуля. Это увеличивает время выполнения заказа и общие затраты. 

Наконец, типичный срок выполнения литья под давлением составляет от шести до десяти недель:от четырех до шести недель на изготовление формы и от двух до четырех недель на производство и доставку. Изменения в конструкции увеличивают время выполнения работ. Здесь, в сети Protolabs, изготовление формы и получение клиентом образцов занимает максимум 40 дней. 

Как вы сравниваете литье под давлением и 3D-печать?

Литье под давлением и 3D-печать часто сравнивают друг с другом; однако вы должны рассматривать их как взаимодополняющие, а не конкурирующие. 3D-печать может помочь сократить циклы предпроизводственных итераций литья под давлением и обеспечить лучшее тестирование, производство и общие результаты. 

Дополнительные ресурсы для инженеров

Эффективное литье под давлением в больших объемах для крупномасштабного производства

Прочитать статью

Что такое термопластавтоматы и как они работают?

Прочитать статью

Когда использовать 3D-печать, а когда литье под давлением

Прочитать статью

Как проектировать поднутрения для литья под давлением?

Прочитать статью

Распространенные материалы, используемые при литье под давлением

Прочитать статью

Что такое формование?

Прочитать статью

Что такое литье под давлением?

Прочитать статью

Сколько стоит литье под давлением?

Прочитать статью

Как избежать распространенных дефектов при литье под давлением

Прочитать статью

Что такое делрин (ПОМ-Н) и каковы свойства его материала?

Прочитать статью

Каковы наиболее распространенные области применения литья под давлением и его основные преимущества?

Прочитать статью

Почему расчет угла уклона важен для литья под давлением?

Прочитать статью

Эффективное литье под давлением в больших объемах для крупномасштабного производства

Литье под давлением — один из самых надежных способов производства больших объемов высококачественных деталей, а цифровые производственные платформы делают масштабирование производства проще и эффективнее, чем когда-либо.

Прочитать статью

Что такое термопластавтоматы и как они работают?

Хотите узнать больше о том, как именно работает термопластавтомат, а также его отдельные части? В этой статье рассматриваются термопластавтоматы под микроскопом с подробным описанием их компонентов и подробным руководством по процессу литья под давлением.

Прочитать статью

Когда использовать 3D-печать, а когда литье под давлением

Узнайте, на что следует обратить внимание при выборе между 3D-печатью и литьем под давлением, о преимуществах каждого метода производства и многом другом.

Прочитать статью

Как проектировать поднутрения для литья под давлением?

Хотите узнать, как создавать подрезы, которые не повредят ваши детали? Прочтите нашу статью, в которой представлены советы и рекомендации по использованию DFM с подрезами, примеры того, когда они могут вам понадобиться, и многое другое. Подрезы в деталях, отлитых под давлением, представляют собой множество проблем для проектировщиков и производителей. В этой статье мы рассмотрим определение поднутрений, их назначение, применение и советы по проектированию деталей с их помощью.

Прочитать статью

Распространенные материалы, используемые при литье под давлением

При производстве деталей методом литья под давлением крайне важно понимать ассортимент доступных материалов. Узнайте больше об этих материалах, их свойствах и факторах, которые следует учитывать при выборе материала для деталей, отлитых под давлением.

Прочитать статью

Что такое формование?

Узнайте о технологии производства, используемой для литья под давлением второго материала поверх или вокруг детали для создания новой.

Прочитать статью

Что такое литье под давлением?

Хотите узнать больше о литье под давлением? В этой статье мы рассмотрим этот процесс, его историю и нынешнее использование, преимущества, рекомендации по проектированию и многое другое.

Прочитать статью

Сколько стоит литье под давлением?

В этой статье мы рассмотрим общие факторы, влияющие на стоимость литья под давлением, включая оборудование, рабочую силу и материалы, а также советы по снижению производственных затрат.

Прочитать статью

Как избежать распространенных дефектов при литье под давлением

Каковы наиболее распространенные дефекты в процессе литья под давлением и как их избежать? В этой статье представлены шесть важных советов по проектированию, которые помогут избежать производственных дефектов, одновременно сокращая стоимость и время изготовления формованных деталей.

Прочитать статью

Что такое делрин (ПОМ-Н) и каковы свойства его материала?

Что такое Делрин и почему он уникален? Делрин, или POM-H (гомополимер ацеталь), представляет собой полукристаллический инженерный термопласт, используемый для обработки на станках с ЧПУ, 3D-печати и литья под давлением для производства прочных и прецизионных компонентов. В этой статье рассматриваются ключевые свойства Делрина и рекомендации по максимально эффективному использованию этого материала.

Прочитать статью

Каковы наиболее распространенные области применения литья под давлением и его основные преимущества?

Каковы общие применения литья под давлением? Что отличает его от производственного процесса? В этой статье рассматриваются основные преимущества литья под давлением и дается представление о том, подходит ли литье под давлением для применения в вашей отрасли.

Прочитать статью

Почему расчет угла уклона важен для литья под давлением?

Почему важно проектировать углы уклона при литье под давлением нестандартных деталей? В этой статье рассказывается, почему так важны углы уклона и как их лучше спроектировать, чтобы получить максимальную отдачу от проектов литья под давлением.

Прочитать статью

Готовы преобразовать файл САПР в нестандартную деталь? Загрузите свои проекты и получите бесплатную и мгновенную расценку.

Получите мгновенную расценку